Tokyo Motor Show 2009 Auteurs

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transport
fiche de synthèse
Tokyo Motor Show 2009
Hugues CHATAING
Pierre DESTRUEL
: octobre 2009
: Hugues CHATAING ([email protected])
Pierre DESTRUEL ([email protected])
Mots clés
: transport, voitures électriques, voiture hybrides-électriques, voitures à
hydrogène
Résumé
: Le salon de l’automobile de Tokyo a ouvert ses portes du 24 octobre
au 4 novembre 2009 au Hall d’exposition de Makuhari dans la
préfecture de Chiba. Si Mazda a centré sa communication sur les
progrès de ses moteurs thermiques, tous les autres constructeurs ont
porté leurs efforts sur la présentation de leurs véhicules électriques et
hybrides-électriques.
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Le salon de l’automobile de Tokyo a ouvert ses portes du 24 octobre au 4 novembre
2009 au Hall d’exposition de Makuhari dans la préfecture de Chiba. A l’approche de la
conférence des Parties à la Convention-cadre des Nations-Unies sur le changement climatique,
organisée à Copenhague (COP15) au mois de décembre 2009, les constructeurs automobiles
mettent plus que jamais l’accent sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les
vedettes de ce 41e salon sont incontestablement les voitures électriques et hybrides.
Les moteurs à explosion
Seul Mazda met réellement en avant ses progrès techniques dans le domaine des
moteurs à explosion. Il faut dire que fin 2008, la marque avait annoncé qu’elle voulait réduire
de 30 % la consommation de carburant de ses véhicules d’ici 2015. Mazda est d’ailleurs le
seul constructeur nippon à ne pas s’engager dans le pari de la voiture électrique. Pour cette
société, l’avenir de l’automobile réside dans le véhicule à hydrogène : la voiture électrique
n’est qu’une transition, en attendant que la filière hydrogène devienne économiquement
viable. En effet, si de nombreux constructeurs ont développé plusieurs véhicules de ce type
depuis plusieurs années, le problème essentiel se trouve dans la production, mais surtout dans
la distribution de l’hydrogène.
Mazda présente donc deux nouveaux moteurs, encore à l’étude, mais qui devraient être
mis sur le marché à partir de 2011. Sa stratégie de recherche et de développement pour réduire
la consommation de carburant de ses moteurs repose sur le développement de la gamme SKY :
le SKY-G pour les véhicules essence, et le SKY-D pour les véhicules Diesel. Pour compléter
la performance de ses moteurs, la marque a développé une nouvelle boîte de vitesses
automatique baptisée SKY-Drive.
Les moteurs SKY-G (à gauche) et SKY-D (à droite)
Dans sa version 2,0 l, le SKY-G, moteur à injection directe, démontre une économie
de 15 % de carburant pour une augmentation de 15 % de la puissance développée. La version
2,2 l du SKY-G, moteur à injection directe piézo-électrique, fonctionne quant à lui en utilisant
20 % de carburant de moins que les moteurs actuels de la marque. La boîte 6 vitesses SKYDrive permet au véhicule d’économiser 5 % de carburant supplémentaire.
Mazda expose au salon son concept-car « Kiyora », équipée d’un SKY-G 1,3 l, de la
boîte à vitesse SKY-Drive et d’un système qui transforme l’énergie cinétique en énergie
électrique lors du freinage, utilisé pour recharger la batterie à la place du moteur (d’où une
économie supplémentaire de carburant). La voiture peut ainsi parcourir 32 km avec un seul
litre de carburant (distance calculée avec le cycle de modes 10-151).
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Les modes 10-15 sont une procédure de test utilisée au Japon qui simule la conduite en ville et sur la route.
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Mazda Kiyora
Les autres constructeurs ont évidemment apporté des améliorations à leurs moteurs à
explosion, tels que les « clean Diesel engines » de Toyota et de Nissan. Mais leurs efforts de
communication portent surtout sur les véhicules électriques et hybrides-électriques.
Les véhicules hybrides-électriques
Fort du succès de la Toyota Prius Hybrid, tous les constructeurs présentent leur
modèle, plus ou moins avancé, de véhicule hybride.
Nissan a ainsi doté d’une motorisation hybride-électrique la nouvelle version de la sa
berline Fuga commercialisée depuis cet automne. Elle est équipée d’un moteur essence 3,5 l,
d’un moteur électrique et d’une boîte automatique sept vitesses. Sa consommation de
carburant est annoncée comme étant similaire à celle d’une petite voiture. De plus, un système
permet d’inverser le fonctionnement du moteur lors du freinage, et ainsi de recharger la
batterie Li-ion développée par Nissan. Si le conducteur enfonce la pédale d’accélération de 30
% de sa course, le moteur électrique se met en route ; s’il l’enfonce de 50 %, le moteur à
explosion prend le relais. De même, lorsque la batterie est entièrement déchargée, la
motorisation change automatiquement et la batterie est rechargée par le moteur. Selon la
marque, même si la batterie ne permet de parcourir que de faibles distances en mode
électrique, grâce à une alternance de charges et de décharges, en ville, le moteur à explosion
n’est sollicité que 40 % du temps. Sa commercialisation est prévue pour l’automne 2010.
La Hybrid Tourer Concept de Subaru est un autre véhicule hybride, mais qui reste à
l’état de concept car. Cette berline quatre passagers aux allures futuristes (elle ne possède que
deux portes qui s’ouvrent vers le haut) possède trois moteurs : un moteur essence 2,0 l à
injection directe et deux moteurs électriques, situés l’un à l’avant, l’autre à l’arrière. Le
moteur à explosion fournit la puissance en condition de conduite normale. Les moteurs
électriques fournissent le supplément de puissance nécessaire à l’accélération. Ils assurent
également le déplacement du véhicule à faible vitesse. Ils sont alimentés par deux batteries Liion situées au milieu du châssis.
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Nissan Fuga Hybrid
Subaru Hybrid Tourer Concept
La marque Lexus présente également deux modèles hybrides : le crossover RX450h,
déjà présenté au salon de 2007, dont la motorisation électrique (alimenté par une batterie NiMH) ne peut fournir qu’une aide à la motorisation essence (le véhicule ne peut parcourir
qu’un kilomètre en mode tout-électrique), et le tout nouveau concept-car LF-CH
(commercialisation prévue pour l’été 2010).
Toyota expose évidemment sa Toyota Prius Hybrid 3, ou encore son monospace
Estima Hybrid, mais la grande nouveauté de la marque est la Prius Plug-in Hybrid Concept.
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Lexus LF-CH
Les véhicules hybrides-électriques « plug-in »
Les véhicules hybrides électriques plug-in sont des véhicules dont la batterie est
rechargeable en la connectant au secteur.
La Toyota Prius Plug-In Hybrid Concept est une version améliorée de la nouvelle
Prius Hybrid 3, qui a changé sa batterie NiMH pour une batterie Li-ion trois fois plus
volumineuse, certes, mais qui dispose de quatre fois plus de capacité (5 kWh). La batterie
peut être rechargée en trois heures sur du secteur à 100 V, ou en 100 minutes sous 200 V. En
mode tout électrique, la voiture peut parcourir 20 km, soit dix fois plus que la nouvelle Prius
Hybrid 3. La commercialisation est prévue en 2010.
Toyota Prius Plug-In Hybrid Concept
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Mitsubishi présente également son véhicule hybride électrique plug-in intitulé Concept
PX-MiEV. Il est équipé d’une batterie Li-ion rechargeable sur secteur 100 V ou 200 V, ou en
mode rapide. Il faut ainsi 14 heures de charge sur secteur 100 V, la moitié sur secteur 200 V.
En mode de charge rapide, la batterie est rechargée à 80 % en 30 minutes. Si les temps de
charge paraissent bien plus longs que pour la Toyota Prius Plug-in Hybrid Concept, la
distance parcourue, de 50 km (cycle de modes 10-15), en mode tout électrique est en revanche
à l’avantage du Mitsubishi. La batterie dispose par ailleurs d’une capacité de 10 kWh.
Le véhicule de la marque aux diamants est équipé d’un moteur essence 1,6 l, d’un
générateur d’une puissance de 70 kW et de deux moteurs électriques de 60 kW situés l’un à
l’avant, l’autre à l’arrière du véhicule. A faible et moyenne vitesses, seuls les deux moteurs
électriques actionnent les roues : le véhicule est en mode tout électrique. Si la batterie est
déchargée, le moteur à essence entraine un générateur de 70 kW qui produit l’électricité
nécessaire pour alimenter les deux moteurs électriques et recharger la batterie. A grande
vitesse, les moteurs électriques et à essence propulsent ensemble le véhicule. En cas de
freinage, les deux moteurs électriques deviennent à leurs tours générateurs et rechargent la
batterie.
Par ailleurs, le PX-MiEV est capable de restituer de l’électricité au secteur, soit en
déchargeant sa batterie, soit en la produisant avec le moteur à essence.
Mitsubishi Concept PX-MiEV
Suzuki présente un modèle hybride électrique de sa Swift. Seul le moteur électrique de
55 kW actionne les roues de la voiture. Il est soit alimenté par la batterie Li-ion qui, pour
conserver l’équilibre de la voiture est située sous le levier de vitesse, entre les deux sièges
avant, soit par un générateur d’électricité de 40 kW, lui-même actionné par le moteur à
explosion de 0,658 l. Le générateur sert également à recharger la batterie, dont l’autonomie
est de 20 km. La voiture peut atteindre la vitesse de 100 km/h. La Swift hybride-électrique
ressemble donc plus à un véhicule électrique équipé d’un générateur.
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Suzuki Swift Plug-in Hybrid
Comme autre véhicule hybride électrique, on peut noter la Honda CR-Z concept
(commercialisation au deuxième semestre 2010).
Quant à la société Nissan, elle ne présente pas de modèle plug-in électrique de sa
voiture hybride, mais expose une nouvelle conception de la conduite basée autour de sa
voiture électrique.
Les véhicules électriques
Grande vedette de stand Nissan : la voiture électrique Leaf qui sera commercialisée à
partir de 2010 aux Etats-Unis et au Japon (2011 pour l’Europe et la Chine). Cette voiture à
cinq places est équipée d’une batterie Li-ion située sous les sièges passagers. Rechargeable en
huit heures sur du 200 V, elle dispose d’une autonomie de 160 km. Après 10 minutes de
charge rapide, le véhicule peut parcourir 50 km supplémentaires, 100 km après 20 minutes.
Son moteur de 80 kW permet d’atteindre une vitesse de 140 km/h. Par ailleurs, l’arrière du
toit a été recouvert de cellules photovoltaïques. Enfin, grâce à son téléphone portable et à un
site Internet dédié, l’utilisateur peut connaître en permanence l’état de charge de la batterie,
ou encore régler à l’avance l’air conditionné. La Leaf est également équipée d’un système
d’inversion du fonctionnement du moteur qui permet de récupérer de l’énergie lors du
freinage.
Autre véhicule présenté par Nissan, le concept-car Land Glider est une petite voiture
pour deux personnes assises l’une derrière l’autre, qui ne mesure que 3,1 m de long pour
1,415 m de haut et 1,1 m de large ! Comme un deux-roues, elle se penche dans les virages
(avec une inclinaison qui peut atteindre 17 degrés). Une batterie Li-ion alimente les deux
moteurs qu’actionnent chacun une des roues arrières. Un autre moteur assiste l’inclinaison du
véhicule. Cette voiture se veut une « nouvelle proposition à la mobilité urbaine ».
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Nissan Leaf
Nissan Land Glider
Outre ces deux nouveaux véhicules électriques, Nissan présente son concept de « zéro
émission ». La marque envisage en effet une nouvelle manière d’organiser la conduite dans la
ville, qui favoriserait la voiture électrique. Celle-ci pourrait être rechargée sur secteur chez soi
ou sur son lieu de travail. Dans la ville ou sur les autoroutes, des voies de circulation seraient
réservées aux véhicules électriques. Certaines de ces voies pourraient contenir, sous le
revêtement, des bornes qui permettraient la charge des batteries sans contact avec le véhicule
(par induction électromagnétisme) et sans que celui-ci ne n’arrête. Un tel système pourrait
également être installé sur les places de parking. Même si cette technologie n’est encore qu’à
l’étude, la marque avait présenté un modèle de démonstration il y a quelques mois2.
La i-MiEV, premier véhicule électrique à avoir été commercialisé (juin 2009), est
évidemment présente sur le salon. Mais Mitsubishi en dévoile une version utilitaire : la i2
Voir le bulletin électronique de l’ambassade de France au Japon numéro 511
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/060/60287.htm
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MiEV Cargo. De même longueur (3 395 mm), et de même largeur (1 475 mm) que la version
passager, elle est un peu plus haute (1 860 mm au lieu de 1 610 mm). La caisse arrière mesure
1,35 m sur 1,18 m. Elle est équipée du même moteur de 47 kW et de la même batterie Li-ion
de 16 kWh. L’autonomie des deux véhicules est de 160 km.
Mitsubishi i-MiEV Cargo
Honda de son côté expose sa petite EV-N (2,860 m de long pour quatre passagers).
Malgré son aspect rétro, cette voiture électrique n’en dispose pas moins de quelques avancées
technologiques : son toit est entièrement recouvert de cellules photovoltaïques CIGS (cuivre,
indium, gallium et sélénium), sa porte passager abrite le robot unicycle U3X, une
télécommande permet de communiquer avec la voiture et de connaître par exemple l’état de
charge de la batterie. Le rendement de conversion du panneau solaire est de 11%.
Toyota présente sa mini-citadine
FT-EVII. Dotée d’une batterie Li-ion et
d’un moteur électrique, elle atteindrait les
100 km/h et disposerait d’une autonomie
de 90 km. Le volant de ce concept-car a
été remplacé par un « joystick ».
FT-EV II
Enfin, la société coréenne City EV
expose toute une gamme de mini-citadines
et mini-utilitaires électriques. Leur
particularité réside dans leur batterie
lithium-ion polymère (batterie lithium ion
où l’électrolyte solide est remplacé par un
polymère solide).
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Les véhicules à hydrogène
Tous les constructeurs ne présentent pas de véhicules utilisant de l’hydrogène comme
carburant. Par ailleurs, les modèles en exposition ne sont pas particulièrement nouveaux.
Il existe deux approches dans le développement de véhicules à hydrogène : soit
l’hydrogène est utilisé dans une pile à combustible (Toyota, Suzuki), soit il est brulé dans un
moteur à explosion (Mazda).
Il a été mentionné au début de cette synthèse que
Mazda fait le pari de l’hydrogène comme véhicule du futur.
Il est donc normal que la marque présente son modèle dans
cette catégorie. C’est la Premacy Hydrogen RE (Rotary
Engine). Il s’agit en réalité d’un modèle hybride, essencehydrogène. Il est équipé d’un moteur à combustion de
conception particulière : les pistons habituels sont remplacés
par une pièce rotative en forme de triangle arrondi, inspiré
du moteur Wankel. Ce moteur brûle indifféremment de
l’hydrogène ou de l’essence ordinaire (le véhicule possède
deux réservoirs) pour produire de l’électricité. Il entraîne un
générateur qui recharge la batterie Li-ion, ou alimente
directement un moteur électrique d’une puissance de 110 kW
Moteur « Rotary Engine »
chargé de la mise en mouvement du véhicule. La technologie
n’est pas nouvelle, mais le modèle a été mis en vente en mars de cette année. Le véhicule peut
parcourir 100 km en mode de fonctionnement « tout hydrogène », 550 km en mode « tout
essence ».
Mazda Premacy Hydrogen RE
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La SX4 Fuel Cell Vehicle de Suzuki est équipée d’un réservoir à hydrogène gazeux
pressurisé à 70 MPa et d’une pile à combustible à oxyde solide (PEFC) d’une puissance de 80
kW. Un moteur électrique de 68 kW permet d’atteindre les 150 km/h. La voiture a une
autonomie de 250 km (cycle à modes 10-15). Par ailleurs, un condensateur récupère l’énergie
électrique produite lors du freinage.
Suzuki présente également une version hydrogène de son scooter Burgman qui peut
parcourir 350 km à 30 km/h avec un seul plein.
Suzuki SX4 Fuel Cell Vehicle
Toyota expose son 4x4 FCHV-adv, disponible en leasing depuis septembre 2008. Il
embarque une PEFC d’une puissance de 90 kW qui alimente un moteur électrique de même
puissance. D’une vitesse maximale de 155 km/h, il peut parcourir 830 km avec un seul plein
(cycle à modes 10-15).
Daihatsu expose une plateforme de véhicule équipée d’une pile utilisant l’hydrazine
hydrate (N2H4, H2O), intitulée PMfLFC (Precious Metal-free Liquid-feed Fuel Cell). Ce
nouveau type de pile à combustible avait déjà était présenté par la marque deux ans
auparavant3. Son principe repose sur un échange d’anion OH- et non de protons, comme dans
les piles PEFC habituellement utilisées. Les réactions ne se déroulant pas en milieu acide, il
est inutile d’utiliser des métaux rares comme le platine pour les électrodes.
Notons pour finir la présence de la Honda FCX Clarity équipée d’une pile à
combustible PEFC.
3
Voir le bulletin électronique de l’Ambassade de France au Japon numéro 457
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51102.htm
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